Dès le début des années 1910, les roches sédimentaires terrigènes correspondant à la Formation de Gowganda sont associées à la « Série de Cobalt moyenne » dans la région de Saint-Édouard-de-Fabre (feuillets SNRC 31M03 NW et 31M06 SW; Harvie, 1911; voir le tableau ci-dessous). Wilson (1918) étend la « Série de Cobalt » vers le nord, jusque dans le feuillet 32D03 et Auger (1942, 1947) conserve l’appellation pour l’extrémité NW de l’unité. La Formation de Gowganda est formellement introduite dans les travaux de cartographie régionale de la Commission géologique du Canada (GSC, 1943). Par la suite, la « Série de Fabre » est différenciée de la Formation de Gowganda dans la région de Saint-Édouard-de-Fabre, car elle est jugée plus vieille que cette dernière (Mauffette, 1951, 1953; voir le tableau ci-dessous). Robert (1962) modifie le nom pour « Membre de Fabre » et l’associe à la base de la Formation de Gowganda. Pendant ce temps, dans la portion nord de l’unité (feuillets 32D03 et 32D04), Dugas et Gilbert (1953, 1954a-b) et Dugas (1964, 1965) définissent différentes unités lithologiques informelles pour les roches sédimentaires de type huronien correspondant à la Formation de Gowganda. Dans la partie centre nord (feuillets 31M11 et 31M12), Chagnon (1963, 1968) définit le « conglomérat de Gowganda » et l’« argilite de Gowganda », puis les assigne au Groupe de Cobalt. Cependant, une partie des roches sédimentaires correspondant à la Formation de Gowganda sont assignées à la Formation de Lorrain par cet auteur. Dans le même secteur, Richard et Sanschagrin (1980) décrivent de l’arkose et du conglomérat pour la Formation de Gowganda.

Du côté ontarien, la Formation de Gowganda est divisée en « Membre inférieur de Coleman » et « Membre supérieur de Firstbrook » par Thomson (1957). Similairement mais plus tardivement du côté québécois, la Formation de Gowganda est entièrement subdivisée en membres de Firstbrook et de Coleman ainsi qu’en Série de Fabre dans la région de Saint-Édouard-de-Fabre (Sanschagrin, 1980; voir le tableau ci-dessous). Dans les cartes de compilation du Ministère de la même région, la Formation de Gowganda comprend seulement les membres de Firstbrook et de Coleman, alors que le Membre de Fabre est présumément associé à la Formation de Bruce, du Groupe de Quirke Lake, deux unités qui sont présentes uniquement du côté ontarien (Goutier et al., 1999; Goutier, 1999a-b; Beausoleil, 1999, 2000a-d). Cette subdivision en différents membres n’est pas appliquée à la partie nord de la formation où différentes lithologies sont identifiées en carte, bien qu’aucune subdivision informelle ne soit définie (Goutier et al., 2000a-b; Beausoleil et al., 2003a-c; Beausoleil et Bélanger, 2003a-c). Dans leur synthèse géologique et géochimique du Groupe de Cobalt, Richer-Laflèche et al. (2020) décrivent principalement le Membre de Coleman de la Formation de Gowganda. Du côté ontarien, la nomenclature de Thomson (1957) est conservée et la Formation de Gowganda est subdivisée en membres de Firstbrook et de Coleman (White et Sherlock, 2018). Dans le cadre de la rédaction de cette fiche stratigraphique, la partie nord de la formation est subdivisée en trois unités informelles en fonction des annotations en carte de Goutier et al. (2000a-b), Beausoleil et al. (2003a-c) et Beausoleil et Bélanger (2003a-c). Le nom fait référence au lac Gowganda situé du côté ontarien (feuillet 41P10).​

La Formation de Gowganda est principalement formée de wacke, d’arkose, de conglomérat polygénique et de mudrock. En fonction de différences lithologiques majeures, la partie sud est séparée, de la base au sommet, en membres de Fabre (mudrock), de Coleman (arkose et conglomérat polygénique) et de Firstbrook (arénite quartzitique et arkose), le Membre de Coleman étant de loin le plus abondant. Selon les mêmes critères, la portion nord est plutôt subdivisée en trois unités informelles constituées principalement de wacke (pPgo1), de conglomérat polygénique (pPgo2) et de mudrock (pPgo3).

Formation de Gowganda 1 (pPgo1) : Wacke

Selon les travaux de cartographie du Ministère, l’unité pPgo1 comprend du wacke principalement (Dugas et Gilbert, 1953, 1954a-b; Dugas, 1964, 1965; Beausoleil et al., 2003a-c; Beausoleil et Bélanger, 2003a-c) et, localement, de l’arkose ou du quartzite et du grès (Dugas et Gilbert, 1953, 1954a-b; Dugas, 1964, 1965). Cependant, ces travaux de cartographie ne sont pas accompagnés de description détaillée des unités. Les quelques géofiches disponibles mentionnent la présence d’arénite à quartz massive (affleurement 2006-ML-2055), de grès massif associé à du conglomérat polygénique (affleurement 2006-ML-2150) et de mudrock massif (affleurement 2005-ML-1007).

En forage, du siltstone (arénite), du mudrock et localement du conglomérat sont répertoriés (Kelly, 2011; Théberge, 2012a). Le siltstone et le mudrock sont généralement vert ardoise et de granulométrie très fine à moyenne (≤1 mm) avec quelques fragments grossiers pouvant aller jusqu’à 7 cm, mais généralement <1 cm. Un granoclassement normal est observé par endroits. La roche est généralement homogène, peu fracturée et massive ou laminée. Des niveaux de conglomérat polygénique sont communément présents. Ce dernier contient 5 à 10 % de fragments anguleux à subarrondis de 0,5 à 10 cm, localement jusqu’à 20 cm, dans une matrice fine. Des veines de carbonate et des traces de pyrite et de chalcopyrite sont observées par endroits.

Le prolongement du côté ontarien de l’unité pPgo1 correspond au Membre de Coleman de la Formation de Gowganda, lequel est constitué d’une unité de siltstone laminé, de siltstone massif, d’arkose et de wacke ainsi que d’une unité d’arénite feldspathique, d’arénite quartzitique, d’arkose, de conglomérat à cailloux, de mudstone, de paraconglomérat, de mudstone à cailloux, de wacke feldspathique et d’orthoconglomérat (Jackson, 1995).

La portion NE de l’unité pPgo1 est subdivisée en trois unités informelles sur la base des annotations lithologiques en carte de Beausoleil et al. (2003a-b).

Formation de Gowganda 1a (pPgo1a) : Alternance de wacke et mudrock; conglomérat polygénique

Selon les travaux de cartographie de Dugas et Gilbert (1953, 1954a-b) et de Dugas (1964, 1965), l’unité pPgo1a est formée de conglomérat. En forage, du mudstone, du grès et du conglomérat sont décrits (Zalnieriunas, 2002; Audet et al., 2006; Théberge, 2012b). Le mudstone et le grès consistent en une roche vert ardoise typique du Groupe de Cobalt avec des passages à grain fin et d’autres légèrement plus grossiers (Théberge, 2012b). Celle-ci peut être laminée et contenir des fragments (3 à 4 %). Le conglomérat comprend des fragments polygéniques de 0,2 à 3-4 cm montrant un granoclassement normal avec grossissement des fragments en profondeur.

Formation de Gowganda 1b (pPgo1b) : Alternance de wacke et conglomérat polygénique

L’unité pPgo1b se distingue de l’unité pPgo1c uniquement par l’alternance du wacke et du conglomérat polygénique (Beausoleil et al., 2003a-b).

Formation de Gowganda 1c (pPgo1c) : Wacke et conglomérat

Selon les travaux de cartographie de Dugas et Gilbert (1953, 1954a-b) et de Dugas (1964, 1965), l’unité pPgo1c est constituée de wacke et de conglomérat. En forage, du siltstone et du conglomérat polygénique à matrice gréseuse-silteuse sont décrits (Kelly, 2002; Esnault et al., 2013). Le siltstone est gris à gris vert, généralement à grain fin (<0,1 mm) et localement à fragments polygéniques plus grossiers (0,5 à 10 cm), non classés et arrondis à anguleux (Kelly, 2002). Il contient quelques zones de grès et/ou de conglomérat (Kelly, 2002) ainsi que quelques passages fins et lités de type mudstone (Esnault et al., 2013). Le conglomérat polygénique est gris foncé à verdâtre (Esnault et al., 2013). Il contient des fragments polygéniques (0,5 mm à 15 cm) en proportion variable, allant de <5 à 85 %, 65 à 80 % en moyenne, anguleux à subarrondis et à bordure nette non orientée dans une matrice gréseuse-silteuse (Kelly, 2002; Esnault et al., 2013). La composition des fragments est variée : granitoïde, syénite, conglomérat, rhyolite, roche ultramafique, quartz, jaspe, mudstone, fragments noirs anguleux (roche ultramafique ou sédimentaire fine?) et sulfures massifs (Esnault et al., 2013). Des séquences granoclassées sont observées à différentes échelles (Kelly, 2002; Esnault et al., 2013). La roche est métamorphisée à proximité du contact avec la Zone tectonique de Cadillac, avec une augmentation de l’intensité du métamorphisme, de la chloritisation et du cisaillement vers le sud, où la roche devient généralement bréchique (tectonique). Il y a présence d’injections de calcite ± quartz (3 à 5 %) localement cisaillées et de traces de pyrite.

Formation de Gowganda 2 (pPgo2) : Conglomérat polygénique, localement en alternance avec wacke

Le conglomérat polygénique est la lithologie dominante de l’unité pPgo2 (Chagnon, 1963, 1968; Goutier et al., 2000a-b; Beausoleil et al., 2003a-c; Beausoleil et Bélanger, 2003a-c). En forage, la roche est vert gris pâle à foncé, par endroits rouge dû à une forte hématitisation, et généralement non carbonatée et non magnétique (Audet et al., 2006; Audet et al., 2008; Théberge, 2012b). Quelques passages carbonatés sont vert foncé à vert noir, rayables avec l’ongle, foliés et cisaillés (Théberge, 2012b). Le conglomérat montre une grande variation dans le pourcentage (60 à 80 % en moyenne) et la grosseur (0,5 à 3 cm en moyenne) des fragments polygéniques (Kelly, 2002; Théberge, 2012b). Ceux-ci sont anguleux à arrondis et comprennent des roches intrusives et volcaniques felsiques à mafiques, de la pierre ponce, du mudstone et, localement, du quartz, du chert rouge à hématite ou du jaspe, de la fuschite et des sulfures massifs (Zalnieriunas, 2002; Kelly, 2002; Théberge, 2012b). Ils ne sont pas triés et sont plus ou moins étirés selon la schistosité (Zalnieriunas, 2002; Kelly, 2002). De la pyrite fine disséminée (trace à 1 %) est communément observée (Zalnieriunas, 2002; Kelly, 2002; Théberge, 2012b).

L’unité pPgo2 contient par endroits des lits mineurs de wacke, de siltstone gréseux ou de mudstone à cailloux (Zalnieriunas, 2002; Kelly, 2002; Théberge, 2012b). Du grès est également localement associé au conglomérat polygénique dans les géofiches de l’unité (p. ex. affleurement 2005-ML-1046).

Formation de Gowganda 3 (pPgo3) : Mudrock, localement en alternance avec arkose et wacke ou avec conglomérat polygénique

L’unité pPgo3 est caractérisée par une prédominance du mudrock, communément du mudstone, sur les autres lithologies terrigènes (Dugas et Gilbert, 1953, 1954a-b; Dugas, 1964, 1965; Chagnon, 1963, 1968; Beausoleil et al., 2003b-c; Beausoleil et Bélanger, 2003b). Le mudrock est généralement non déformé, mais peut être coupé de plusieurs veines (affleurement 2006-ML-2049).